Automazione ad anello aperto delle riprese astronomiche

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1 Automazione ad anello aperto delle riprese astronomiche una robotizzazione domestica Enrico Prosperi Osservatorio 160 Castelmartini Larciano (Pistoia) Sito web: Indirizzo e e.prosperi@alice.it

2 I Presupposti Efficienza di puntamento dei sistemi di controllo delle montature (LX-200 GPS) Capacità di puntamento degli oggetti e di averli nel campo inquadrato per tutta la durata di una seduta di osservazione (spesso senza necessità di ulteriori sync) Efficienza e potenza dei programmi di controllo delle camere CCD e delle loro funzioni Disponibilità di software di controllo degli accessori (focheggiatore, ruota portafiltri) Disponibilità di funzioni combinate montatura - accessori - CCD Autofocus Maxim-DL FocusMax) Autocentratura dell oggetto nel campo (CCDSoft( CCDSoft, Tpoint)

3 E le seduzioni Ampliamento delle opzioni sul tempo di riposo Aumento della produttività Numero di oggetti osservati Numero di osservazioni Miglioramento delle capacità di puntamento di FMO (Fast Moving Object s) NEOCP (NEO Confirm Page) Programmazione temporale delle osservazioni Fissare l istante l di ripresa di un oggetto Precisione nei campionamenti temporali

4 Vincoli e risorse disponibili VINCOLI Telescopio in postazione non fissa: occorre ripetere ogni volta le procedure iniziali Montatura Alt-Az Az: rotazione di campo e susseguente impossibilità di inquadrature differite dello stesso campo e\o applicazione delle tecniche di mosaicing Montatura RISORSE Camere CCD SBIG famiglia ST: ST Software di puntamento e controllo SkyMapPro, TheSky CCDSoft, Maxim-DL Startup assistito allineamento e messa a fuoco sotto controllo diretto ST-9XE; ST-1001E; ST-7EI

5 Requisiti minimi della procedura Controllo del puntamento del telescopio In tempo reale per oggetti del Sistema Solare Calcolo posizione al tempo di puntamento Operazioni accessorie: sync,, parking, Controllo della camera ccd Operazioni ccd (impostazione temperatura, binning,, durata esposizione, ripresa di sequenze, controllo secondo sensore, ecc.) Tipo di riprese (light, dark, bias) Controllo delle operazioni combinate di Autofocus Autocenter Gestione automatica delle operazioni descritte per una lista preimpostata di oggetti e ad istanti predeterminati

6 Soluzioni già pronte Nell ambito di questa analisi, che non ha alcuna pretesa di essere esaustiva né, n, tantomeno, conclusiva, delle soluzioni integrate in grado di supportare tutte le operazioni rispondenti alle necessità minime dichiarate l ottimizzazione dell impiego delle risorse già presenti in osservatorio l attenzione si è orientata su due soluzioni: SB suite: TheSky-CCDSoft CCDSoft-Orchestrate MPO Connections (Brian Warner)

7 Orchestrate e SB Suite Orchestrate fa parte del pacchetto distribuito con TheSkySix Pro (TheSky( 5 Level IV) e richiede la presenza anche di CCDSoft per il CCD Automazione delle operazioni Matching con i requisiti minimi Possibilità di utilizzo immediato Sviluppo delle capacità di controllo Centering Autofocus Varie facilities nell uso della suite: Aggiornamento database Compilazione delle liste di oggetti e degli script

8 Orchestrate: i comandi Alcuni comandi di Orchestrate: SlewToObject: : calcolo della posizione dell oggetto (in catalogo) al momento del puntamento; SlewToRaDec: : punta il telescopio alle coordinate indicate; SetFrameMode: : light dark; SetResolution: : imposta il binning; WaitFor: : attesa per un determinato intervallo di tempo (in sec); WaitUntil: : attesa fino all ora indicata; TakeImage: : riprende un frame della durata indicata (in sec); RunVBScript: : per lanciare una routine esterna;.

9 Uso sul campo

10 Uso sul campo

11 Compilazione liste Compilazione della lista degli oggetti da osservare con TheSky6 (funzione Data Wizard )

12 Messa a punto dello script Con Excel si analizzano gli oggetti selezionati sulla base di Magnitudine Moto proprio Si riconsiderano, quindi, i seguenti parametri: Durata posa Numero di riprese dell oggetto

13 Orchestrate SB Suite Il funzionamento del sistema si comprende meglio con una simulazione delle operazioni Lancio della simulazione

14 Procedura completa di acquisizione-calibrazione calibrazione-riduzioneriduzione

15 Il log della seduta Strumento essenziale per la registrazione delle condizioni e delle situazioni incontrate nel corso della seduta di osservazione Condizioni meteo Disturbi transienti Malfunzionamenti Angolo di azimut Recupero delle informazioni per Elaborazioni successive dei dati Compilazione delle statistiche dell osservatorio

16 Risultati (statistiche gen - apr 2010)

17 Risultati accessori Il 55% delle osservazioni di MP s s all osservatorio di Castelmartini nel 2009 sono state realizzate negli ultimi 3 mesi dell anno Le statistiche riguardanti le osservazioni di corpi minori pubblicate dal Minor Planet Center all inizio di febbraio e relative al 2009 hanno riservato una sorpresa: Il 160-Castelmartini è risultato il 33 osservatorio in assoluto per numero di osservazioni nel 2009 (2863) Ed il primo in Italia!

18 Statistiche MPC 2010

19 Problemi della procedura Meteorologici Le sedute procedono senza retroazione sulla base delle condizioni meteorologiche Copertura Eccessiva umidità Pioggia Rischio evidente Postazione non fissa operazioni di inizializzazione ripetute ad ogni seduta Controlli del puntamento e del fuoco Non ancora implementati autocentering e autofocus Montatura Alt-Az Az Rotazione di campo Difficoltà nella fase di riduzione dati Modalità di operazione in mosaico o di ripresa successiva dello stesso campo di difficile attuazione

20 Criticità: Align 2 stars La precisione con cui viene eseguita la procedura (LX200) di allineamento iniziale delle 2 stelle è critica per Garantire la bontà del puntamento agli oggetti osservati nel corso della seduta automatica

21 Rischio meteorologico Meteoblue: previsione a 6 giorni con dettaglio 3h Meteoblue: previsione a 6 giorni del seeing; dettaglio: 1h Risolto sulla sola base delle previsioni meteorologiche Se si prevede tempo bello (sereno con probabilità di pioggia = 0% e vento al di sotto dei 10Km/h) Previsioni di seeing Rischio grave Consigliabile l impiego l di un sistema di avviso per elevata umidità e/o per pioggia

22 Problemi di umidità ambientale A seguito di eccessiva umidità (addirittura con nebbia) Temperatura molto al di sotto di 0 C0 Si sono avuti i seguenti problemi Appannamento della lastra correttrice (attenuato dal paraluce) Condensa all esterno e all interno del tubo ottico (!!!) con relativo accumulo di acqua Formazione di ghiaccio all esterno del tubo ottico (e del paraluce) Rimedi Impermeabilizzazione del tubo Adozione di una banda termica

23 Altri inconvenienti rilevati Fallimento delle operazioni di puntamento Cause: Procedura di inizializzazione poco accurata Probabili interferenze e resistenze al moto dei cavi Interruzione dello script Possibili cause: Puntamento in una regione di cielo non permessa Crash PC Malfunzionamento CCD Rischio: senza intervento la montatura può portarsi in posizione pericolosa correttezza della messa a fuoco non mantenuta Probabili motivi: Interferenze o resistenze dei cavi causano uno spostamento della camera eccessiva variazione di T nel corso della seduta

24 Applicazione per l imagingl La tecnica di automazione delle acquisizioni illustrata finora ha come fine l osservazione l dei corpi minori del sistema solare ma risulta ancor più valida per quegli oggetti le cui coordinate celesti rimangono fisse. Per applicazioni di questo tipo, la possibilità di inserire nella procedura automatica operazioni quali: Inserimento filtri attraverso il comando della ruota porta-filtri Mosaicing mediante il successivo posizionamento automatico in campi adiacenti facilita grandemente il lavoro

25 Evoluzioni della procedura introduzione di periodica messa a fuoco automatica Messa a punto di procedura di autofocus Problemi: calibrazione passo focheggiatore; realizzazione e sperimentazione procedura inclusione di centratura automatica del campo Attuali problemi di malfunzionamento del CCD in fase di comando di spostamento del puntamento Non funziona lo spostamento lungo una delle 4 direzioni riconoscimento automatico del campo e correzione del puntamento con Tpoint Necessità di sacrificare tempo di osservazione per risolvere questi problemi Risultato: finora non ne ho fatto di niente!

26 Propositi di sviluppo in osservatorio Montatura equatoriale Risparmio di tempo in sede di elaborazione Nuove procedure possibili Mosaico di immagini Riconoscimento automatico del campo Postazione permanente Costruzione di un ricovero permanente Risparmio di tempo nell allestimento delle sedute Maggiore protezione dal vento Rischio meteo (acqua, umidità,, temperatura, temporali, ) Secondo telescopio Dedicato alla ricerca di SN e e e/o di MP s SCT 10 su EQ-6 - alcune CCD - focheggiatore elettrico Dedicato alla ricerca di Novae,, all osservazione di stelle variabili, di AGN, Varie ottiche Ricerca di collaborazioni

27 Conclusioni All osservatorio 160 Castelmartini si è sperimentato un sistema di automazione delle operazioni che potrebbe essere adottato con relativa semplicità e facilità da molti osservatori Si sono messi a fuoco i problemi incontrati Si è manifestata la soddisfazione circa i risultati già ottenuti in pochi mesi di esperienza Si sono svolte le considerazioni sull accumulo di lavoro non solo per la riduzione primaria dei dati ma anche per l avanzamento nelle tecniche di automazione e lo studio delle possibili alternative, nonché per il notevole accumulo di dati. Si sollecitano pertanto: Collaborazioni in diversi ambiti (già in atto con gli amici Guido e Sostero circa l uso l dei telescopi Skylive) Condivisione di esperienze e conoscenze circa le tecniche ed i sw impiegati

28 Riepilogo: Cosa occorre per iniziare? Ingredienti minimi per iniziare a praticare le procedure automatiche nello stesso modo in cui sono adottate al 160 Castelmartini: un telescopio con controllo computerizzato compatibile con TheSky Six Pro (o con TheSky 5 Level IV); una camera CCD che possa essere controllata mediante CCDSoft ver.5; TheSky, CCDSoft e Orchestrate,, inserito nel pacchetto TheSky Six Pro (scaricare le versioni aggiornate dal sito della Software Bisque). Tempo, curiosità,, interesse e molto giudizio (nell applicazione senza retroazione).

29 Fine